牛场沼气发酵技术与产品利用_汪耳洲
- 安之
-
1 次阅读
-
0 次下载
-
2020-02-21 10:46:19
文档简介:
·2011·22·科技随着全球经济发展和社会进步,人们对牛奶及奶制品的需求日益俱增,全国各地正处在发展奶牛养殖、引入新品种的热潮之中,随之而来的是如何处理好牛场粪污,既不给环境带来污染,又能做到物尽其用,化废为宝是当务之急,特别近年来江苏太湖、安徽巢湖等水体受到严重污染,影响着国计民生,振动全世界。因此,各行业认真搞好废水废物的治理,有着重大的现实意义。本文根据技术人员从事畜禽粪污处理的实践与经验,对牛场沼气发酵技术进行了阐述,以供有关牧场因地制宜地选用。1牛场粪污概况及特点1.1粪污概况每头牛(体重500kg),每昼夜排泄粪便约25kg,含水率为80%左右,含TS18%~20%,年排泄粪便可达7~8t/头。每头牛每昼夜排泄牛尿25~30kg,加上挤奶中心的污水,每头奶牛产生尿水与污水40~45kg,收集按80%计算,年排放可达14~16t/头。此污水COD值一般大于2000mg/L,NH3-N值则在100mg/L以上。1.2粪污特点(1)草渣多。奶牛以草与青饲料为主食,粪便中除混有少量长草、杂物外,未能充分消化的短纤维物特别多,约占粪重的15%,这种短纤维与水混合后以浮渣出现,极易引起粪坑结蓄,影响装置的正常运行。(2)需厌氧处理,周期效益较长。牛粪中含有机体未能充分消化的物质,沼气发酵时厌氧微生物也极难予以分解利用,因此,厌氧消化周期较长。试验与实践表明,32°C中温发酵须30d才能转化牛粪中80%的有机质,而南方地区的常温发酵则要60d以上才能达到类似的效果。有的二次发酵工艺,采用近中温(20~25°C)发酵,15d内便达到利用有机物85%以上。沼气产率的明显提高为牛粪处理效率的提高显示出了良好前景。1.3沼气发酵资源利用潜力把牧场牛粪与污水全部用于沼气发酵,产生的沼气供居民生活用能,转化电能。对于千头奶牛场,日可产沼气800~1000m3,按平均900m3计,可供应800户居民炊事用或转化电能1620kWh。经厌氧发酵后的残留液,减少了臭气,杀灭了致病菌与虫卵,富含N、P、K,是优质肥料,除可促进瓜果、蔬菜及农作物等增产外,对改良土壤、减少环境污染亦有重大实效。这一技术应用对能源结构改变有重大作用。国家及各级政府部门都极力支持并有相关的补助政策,对减少投资、取得高效都有很大帮助。此外,对于万头牛场的沼气工程,进行电能转化后可申报联合国的二氧化碳减排项目(CDM申请)。但该方案必须与种植业相结合,必须有1000亩以上的农田或300亩以上的牧草或饲料田相配套才能实施。牛场沼气发酵技术与产品利用汪耳洲,朱建民,陈雷(优利农(ORION)集团,上海201807)中图分类号:S216.4文献标识码:A文章编号:1004-4264(2011)22-0061-03收稿日期:2011-09-20机械·设施机械·设施摘要:随着我国奶牛业的发展,如何处理好牛场粪污,既不给环境带来污染,又能做到物尽其用、化废为宝是当务之急。本文对牛场粪污特点进行了概述,并根据技术人员从事畜禽粪污处理的实践与经验,对牛场沼气发酵工艺流程、发酵设备、沼气发酵产品利用情况进行了阐述,可供有关牧场因地制宜地选用。关键词:牛场;沼气发酵;工艺;设备;产品利用61···2011·22·科技图2UASB-3C沼气发酵塔图3贮气柜2沼气发酵工艺流程项目实施中,奶牛场必须实行雨污分流以避免雨水进入粪污处理工程,针对牛粪浮渣多、难降解物质较多的特点,选用二步发酵工艺,在酸化阶段加入纤维素、果胶、木质素分解菌,制取的酸化液再通入厌氧池进行沼气转化,为获得高产沼气、稳定运行打下良好的基础。沼气发酵工艺流程见图1。3沼气发酵关键设备3.1沼气发酵塔沼气发酵塔为厌氧发酵核心设备,微生物的繁殖、有机物的分解转化、沼气的生成都是在发酵塔中进行,因此发酵塔的结构和运行情况是沼气发酵工程的重点。UASB-3C型装置是专用于动物畜禽粪便厌氧沼气发酵的专利设备(图2)。该技术是根据实践需求,对传统上流式污泥床反应器UASB进行若干改良而成,该设备能够有效存留微生物菌种,无需搅拌装置,在实际工程中的应用证明其具有防堵、防爆、稳压、高产沼气等特点。发酵罐可采用钢、搪瓷等结构,均须进行严格保温。3.2沼气净化沼气发酵会产生水和硫化氢,容易引起管路堵塞以及设备腐蚀,所以,大型沼气工程特别是集中供气沼气工程,必须采用脱水和除硫装置进行沼气净化。沼气脱水多采用重力法分离设备,而在管路上多采用冷凝器。沼气除硫目前多采用化学法,其主要脱硫剂为氧化铁,脱硫反应为:Fe2O3·H2O+3H2S→Fe2S3·H2O+3H2O+63kJ再生反应为:Fe2S3·H2O+1.5O2→Fe2O3·H2O+3S+609kJ经过多年运行经验并结合成型脱硫剂特点,总结出脱硫的主要运行参数:(1)温度控制在15~30℃;(2)脱硫剂
评论
发表评论